2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2-5.2染色体变异课件（73张ppt）

(共73张PPT)
第2节 染色体变异
　　在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体______的改变和染色体______的增减导致生物______的变异。
数目
性状
结构
染色体变异
可以用显微镜观察到
包括
染色体结构改变
染色体数目改变
1、染色体结构变异示意图
阅读书P85“染色体结构变异”的内容,找结构变异类型及实例
一、染色体结构变异
猫叫综合征：
病因：是人的第五号染色　　　　　　体部分缺失引起的遗传病。
症状：儿童哭声轻，音调高，像猫叫，且两眼距离远，耳位低下，生长发育迟缓，且有严重的智力障碍。
1、实例
一条染色体失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。在人类遗传中,五号染色体缺失导致猫叫综合征.
1、缺失
一、染色体结构变异
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
基因数目减少
（1）缺失：染色体某一片段缺失，片段上的基因也随之缺失。如猫叫综合征
（2）重复：染色体中增加某一片段，该片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同　
一、染色体结构变异
2、类型：
果蝇的卵圆眼和棒状眼--增加
野生型：卵圆眼
变异型：棒状眼
一条染色体的某一片段进行了重复增添，从而导致该染色体上有一段重复基因。 例如:果蝇的棒状眼。
2、重复（增添）
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
基因数目增加
（3）易位：两条非同源染色体间片段的移接
（1）缺失：染色体某一片段缺失，片段上的基因也随之缺失。如猫叫综合征
（2）重复：染色体中增加某一片段，该片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同　
一、染色体结构变异
2、类型：
3、移接（易位）
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
改变基因的数目和排列顺序。
非同源染色体
“易位”：两条非同源染色体间。
基因重组中的交叉互换：同源染色体间。
一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，从而导致该染色体上一些基因丢失，而另一染色体上增加了这些基因。
易位
交叉互换
染色体易位发生于非同源染色体之间，属于染色体结构变异。
交叉互换发生于同源染色体之间，属于基因重组。
（3）易位：两条非同源染色体间片段的移接
（1）缺失：染色体某一片段缺失，片段上的基因也随之缺失。如猫叫综合征
（2）重复：染色体中增加某一片段，该片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同　
（4）倒位：染色体中某一片段位置颠倒180℃ 　
一、染色体结构变异
2、类型：
4、颠倒（倒位）
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
一条染色体的某一片段位置颠倒，从而导致该染色体上一些基因排列顺序颠倒。
颠 倒
断 裂
连 接
染色体的某一片段颠倒了180o
（一）染色体结构的变异
缺失:
增加
倒位
易位
染色体结构变异
染色体上的基因的
数目和排列顺序改变
生物性状的变异
多数不利，甚至导致死亡
请讨论：
Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对
引起的性状变化较大一些？为什么？
每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些
染色体结构变异与基因突变的辨析
项 目 染色体结构变异 基因突变
本 质
基因数目变化
变异水平
光镜检测
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基对的增添、缺失和替换
1个或多个
1个
细胞
分子
可见
不可见
1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（ ）
A.染色体缺失某一片断
B.染色体增加了某一片断
C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变
D.染色体某一片断位置颠倒了180°。
2、已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、 D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是 （ ）
小试身手
（二）染色体数目的变异
分两类：
1、细胞内的个别染色体增加或减少
2、细胞内的染色体数目以染色体组的形式增加或减少
正常
增多
减少
（一）个别染色体的增加或减少
二、染色体数目的变异：
　　指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。
先天性智障
（21三体综合症）
三体(2n+1)
性腺发育不良
单体（2n-1)
先天性愚型（21三体综合征） 45条＋XY（47条）
症状：身体矮小，肘外翻，颈部皮肤 松弛 为蹼颈，外观为女性但乳房不 发育, 无生育能力。
症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。
性腺发育不良（特纳氏综合征）
44条＋XO（45条）
正常
增多
减少
（一）个别染色体的增加或减少
（二）以染色体组的形式成倍的增加或减少
二、染色体数目的变异：
　　指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。
细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育、遗传和变异的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
1、染色体组的概念
非同源
形态
功能
全部信息
Q1:果蝇体细胞有几条染色体
Q2:Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系 Ⅲ号和Ⅳ号呢
8条
同源染色体
非同源染色体
Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
Q4: 雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体 这些染色体之间是什么
关系 它们是否携带
着控制生物生长
发育的全套遗
传信息？
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
X
Ⅳ
Ⅲ
Y
Ⅱ
Ⅳ
减数　 分裂
Q5: 如果将果蝇的精子中的染色体看作一组，
那么果蝇的体细
胞中有几组染
色体
一个染
色体组
一个染
色体组
二个染
色体组
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
X
Ⅳ
Ⅲ
Y
Ⅱ
Ⅳ
减数　 分裂
细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育、遗传和变异的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
1、染色体组的概念
非同源
形态
功能
全部信息
①不含同源染色体
②染色体形态,大小和功能各不相同
③含有控制一种生物性状的一整套遗传信息
构成染色体组必备的条件:
二倍体生物配子中的染色体就是一个染色体组。
2、如何确定细胞中染色体组的数目：
（1）根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。
3个染
色体组
2个染
色体组
1个染
色体组
2、如何确定细胞中染色体组的数目：
（2）根据基因型来判断：同一个字母(不分大小写)出现几次,就含有几个染色体组.。
4个染
色体组
如: AAaBbb Aa ABcd
AAaaBBbb
1个染
色体组
2个染
色体组
3个染
色体组
（3）根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：
染色体组数=
染色体数
染色体的形态数
2、如何确定细胞中染色体组的数目：
2个染
色体组
请判断下列细胞中各有多少个染色体组？
2个
3个
4个
1个
2个
4个
下列是四个基因型 不同的生物体细胞，请分析回答：
AAaa
AABBDD
Aaa
ABCD
(1)图A的生物含_____个染色体组。
(2)图B的生物含_____个染色体组。
(3)图C的生物体细胞含___个染色体组。
(4)图D的生物体细胞含___个染色体组。
四
二
三
一
A
B
C
D
练习1.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细
胞中各有几个染色体组？
有丝中期
有丝后期
减Ⅱ后期
4个
2个
2个
2个
减Ⅰ后期
练习2. 人有几个染色体组？
个
概念：
　　由受精卵发育而成的体细胞中含有两个染色体组的生物个体叫做二倍体。
几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体
（1）概念：
　　由受精卵发育而成的体细胞中含有三个或
三个以上的染色体组的生物个体叫做多倍体。
多倍体常见于植物，在动物中极少见
AABb AaaBbbCcc AAaaBbbb AAaaaa
组
几倍体
例子
2
3
4
6
二倍体
三倍体
四倍体
六倍体
多数
香蕉
马铃薯
普通小麦
BUT：如果纺锤体的形成受到破坏，那么会导致什么？
后果：染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细
胞，于是形成染色体数目加倍的细胞。
这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就发育成染色体数目加倍的组织或个体。
多倍体形成的原因
在纺锤体的牵引下，染色体向两极移动
（2）多倍体植株的特点
2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋
白质等含量增高.
3.但发育延迟，结实率低。
1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见
（4）应用：
用途：
　多倍体育种(多倍体植物各器官都比较大，营养物质含量也较高，但发育延迟，结实率低。)
方法原理：
Q：可否人工诱导多倍体的形成呢？
常用方法有哪些？
低温和秋水仙素处理法
Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？
方法：用秋水仙素处理____________或_______。
原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑
制________的形成，导致________不能_________，
从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加
倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成
_________植株。
Q：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植
株可以不？
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
人工诱导多倍体－－－培育新品种
（多倍体育种）
低温处理
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
抑制纺锤丝的形成
有丝分裂旺盛
母 本
父 本
三倍体无籽西瓜的培育流程
四倍体
二倍体
果实是四倍体，种子是三倍体
父本
母本
去雄授粉
普通西瓜植株
种下去
三倍体植株
无籽西瓜
花粉刺激
（提供生长素）
无籽西瓜的培育过程
二倍体幼苗
四倍体植株
秋水仙素处理
染色体加倍
二倍体幼苗
二倍体植株
发育
授粉
二倍体幼苗
二倍体植株
发育
花粉诱导
三倍体种子
三倍体无籽瓜
三倍体植株
发育
第一年
第二年
子房
子房壁
胚珠
胚囊
珠被
1个卵细胞
2个极核
子叶
胚芽
胚轴
胚根
胚
受精极核
胚乳
种皮
种
子
果
皮
果
实
2N
2N
2N
2N
3N
3N
2N
2N
受
精卵
+1个精子
+1精子
N + N
2N + N
珠孔
想想所结果实的果皮、胚、胚乳的染色体组数各为多少？
普通小麦（6n）
二倍体黑麦（2n）
四倍体小黑麦（4n，不育）
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
八倍体小黑麦（8n）
（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，面粉白，蛋白质含量高，产量高）
八倍体小黑麦的培育
香蕉的培育
　　香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
野生芭蕉
2n
无籽香蕉
3n
多倍体育种
　　多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。
观赏或用材植物
某些水果
非种子农作物
精子
卵细胞
受精卵
蜂王
工蜂
雄蜂
单倍体
雌
那么， 有没有只有配子发育而来的个体呢？
　　体细胞中含有本
物种配子染色体数目
的个体.
（1）概念：
单倍体
二倍体
二倍体
Q: 一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍
体吗？
　　 一倍体一定是单倍体；
　　单倍体不一定是一倍体。
Q:如果四倍体植株的配子发育成的个体，其体
细胞中含有两个染色体组，称为二倍体还是单
倍体？
　　由正常的配子所形成的物种，
只能称为单倍体。
判断单倍体还是几倍体的关键:
关键看发育起点！
由受精卵发育成的个体，含几个染色体组
就叫几倍体；
由配子发育而成的个体，
无论含几个染色体组都叫单倍体。
辨析单倍体、二倍体、多倍体的不同
生物体 单倍体 二倍体 多倍体
发育起点 配子 受精卵 受精卵
体细胞中染 色体组数目 1个或多个 2个 ≥3个
植株特点 长得弱小，高度不育 茎秆粗壮，器官比较大，营养物质增加
（3）单倍体的特点：
单倍体的特点：
与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，
而且高度不育。
（3）应用
用途：单倍体育种
方法：
（5）单倍体育种的措施和优点：
花药离体培养
措施是:
用花药(花粉)离体培养获得单倍体，然后
经过人工诱导(常用秋水仙素)使染色体数
目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目。
人工获得单倍体的方法 。
优点是:
用这种方法培育得到的植株,不仅能够正常
生殖,而且每对染色体上成对的基因都是纯
合的,自交的后代不会发生性状分离。
现有基因型为YyRr的黄圆豌豆种子,利用此种子,如何在更短时间内培育出能稳定遗传的绿圆豌豆种子
例子:
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
↓
第1年
↓
×
选育出需要的矮抗品种
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
矮抗
杂交育种
第2年
第3年
×
生长
ddTT
F3
减数分裂
配子
DT
Dt
dT
dt
单倍体
DT
Dt
dT
dt
↓
花药离体培养
↓
秋水仙素
第1年
第2年
第4年
单倍体育种
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体
DDTT
矮抗
（3）应用
优点:明显缩短育种年限
用途：单倍体育种
方法：花药离体培养
　+ 秋水仙素加倍
秋水仙素
染色体加倍
二倍体
植株
花药离体
培养
单倍体
植株
纯合
正常植株
拓展：几种育种方法的比较
杂交育种 人工诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
原理
方法
优点
缺点
基因重组
基因突变
染色体数
目变异
染色体数目变异
将具有不同优良性状的亲本杂交→自交→选种
用物理、化学等因素诱导突变
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药离体培养后再加倍
集优良性状于一体
育种时间长
提高突变频率，加速育种进程
需大量处理材料
器官大，提高产量和营养成分
发育延迟，结实率低
明显缩短育种年限
技术复杂，需与杂交育种配合
染色体数目变异
多倍体 单倍体
发生时期
是否产生新基因
生产实践中的应用
基因重组、基因突变、染色体变异的比较
有性生殖
间期
有丝分裂期
单性生殖时
减数分裂和受精作用
碱基顺序改变
分裂受阻
配子直接发育
没有产生
产生
没有产生
没有产生
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
基因突变
基因重组
发生机理
请说出下列变异的类型：
A.人类的色盲 B.无籽西瓜 C.果蝇的白眼 D.二倍体玉米（WW）经辐射后，基因型由WW变为Ww
E.八倍体小黑麦 F.棉花中的短果枝 G.糖尿病 H.小麦花药离体培育的植物 I.有籽蜜橘的一枝条上结了无核蜜橘 J.高杆抗锈病水稻（DDTT）和矮杆不抗锈病水稻（ddtt）杂交得F1，F1自花传粉得F2，F2出现高杆不抗锈病和矮杆抗锈病两种新类型水稻
基因突变：
基因重组：
染色体变异：
A、C、D、F、G、I
J
B、E、H
低温诱导植物染色体数目的变化
低温诱导植物染色体数目变化的实验
1．实验原理：
低温抑制_______的形成，以致影响________被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。
纺锤体
染色体
2.实验步骤
(1)根尖的培养及诱导
培养方法：
将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面
培养时间：
待洋葱长出_______左右的不定根
1cm
诱导措施：
将整个装置放入冰箱的____________，
诱导培养_____
低温室内(4℃)
36h
低温诱导植物染色体数目变化的实验
2.实验步骤
(2) 取材及固定
取材：
剪取诱导处理的根尖约_____________
0.5cm—1cm
固定：
放入_____________中浸泡0.5h—1h,以固定细胞的形态
卡诺氏液
冲洗：
用______________________冲洗2次
体积分数为95%的酒精
(3)制片（同“观察植物的有丝分裂”）
解离
漂洗
染色(用_____________ 染液)
制片
改良苯酚品红
(4)观察
低温诱导植物染色体数目变化的实验
卡诺氏液：固定根尖的形态
改良苯酚品红溶液：
（或醋酸洋红溶液、龙胆紫溶液）
可以使染色体着色
95%酒精溶液：
冲洗掉剩余的卡诺氏液
变异
可遗传的变异：遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。
不可遗传的变异：不能进一步遗传给后代。如肥沃土壤与贫瘠土壤中的植物不同。
基因突变：
染色体变异
基因重组：
染色体结构变异
染色体数目变异
个别染色体增减
成倍增减
几个 概念 的 关键词